當前中國以煤炭為主的能源結構是我們遭遇霧霾的一個主要原因。充足的能源供應是保障經濟增長的重要因素,減少煤炭消費比重需要其他替代能源,短期內天然氣作為清潔能源無疑是最佳選擇。所以煤制氣項目乍看之下是充滿前景,而背后的隱患也是一些人不支持其上馬的原因。
在空氣污染防治的嚴峻形勢下,政策層明確推動煤炭高效清潔利用,相關企業爭相投資煤制氣項目。
但是,近期煤制氣及煤化工項目頻頻曝出污染問題,當地居民反映企業污染大氣,煤制氣廢質蔓延,人和牲畜生命健康受到危害。
當前,業界人士對發展煤制氣的觀點不一,到底應不應該大力發展煤制氣?用煤制氣適宜替代哪些燃煤和燃油?怎樣科學布局煤制氣?
對于發展煤制氣,有人認為應該發展,用于替代燃煤和燃油,以解決東部霧霾污染問題;也有人認為煤制氣污染嚴重,將開啟新一輪的環境災難。到底應不應該發展煤制氣?怎樣發展煤制氣,應該如何規劃布局?煤制氣以及煤化工的發展方向是什么?
煤制氣是褒是貶眾說紛紜 適度發展是王道
煤制氣本身的問題
煤制氣是一個高耗能的生產過程,是指通過煤炭與蒸汽、氧氣在高溫高壓下進行反應,產生主要由一氧化碳和氫氣組成的混合氣體,再進一步合成甲烷的過程。這個生產過程需要消耗煤炭,同時排放二氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫和粉塵。考慮到煤制氣的副作用,應將煤制氣的生產環節和終端應用環節綜合考慮,計算煤制氣生命周期的排放量總和。粗略計算,煤制氣發電的每一度電耗煤在386-455克標準煤之間,而2011年全國火電行業的平均煤耗為329克標準煤,煤制氣發電的煤耗比直接使用煤炭高17.3%~38.3%。這意味著,從一次能源消耗的角度來講,使用煤制氣發電會消耗更多的煤炭。
目前火電的脫硝和除塵技術也已經成熟,氮氧化合物減排效率在70%~90%之間,除塵效率更是達到99%以上。煤制氣生產過程中的除塵標準大體和火電相近,其氮氧化合物減排效率甚至達到90%以上,比火電更高。但煤制氣發電的氮氧化合物和粉塵的排放還是分別比燃煤發電高出11.7%和80%,主要原因在于煤制氣發電較低的綜合能源效率。在現有的技術水平下,煤制氣發電的綜合能源效率在27%~31.8%之間,而最新的超臨界燃煤機組發電效率已經達到40%左右。也就是說,煤制氣的能源轉換效率較低,形成同樣的發電量需要消耗更多煤炭,從而可能造成更多污染物排放。
從環境角度應該適度發展煤制氣
2012年中國煤炭消費量35.51億噸,占一次能源消費的70%,是美國的4倍左右,假設美國也消費35億噸煤炭,其環境質量肯定會比現在差很多。煤炭中任何微量的污染物乘以35億,都將是巨量的,讓環境難以承載。
另外,當前我國存在煤炭利用方式不合理、利用效率低、產業布局不科學等問題。如何清潔、高效地利用煤炭是擺在我們面前的重大課題。
煤炭用途為燃料和原料(煤化工),作為燃料的用量大于80%,而作為原料的用量僅20%。經過對煤炭兩種用途在使用過程中排放大氣污染物進行比較,煤化工在大氣污染物排放方面的環保優勢明顯。
從能源安全和大氣環境質量改善角度考慮,應該發展煤制氣,這是不用討論的。但是,煤制氣及煤化工在生產過程中,如果選址不當,布局不科學,“三廢”處理不徹底,也會產生許多生態環境問題,還可能會降低綜合能效。
據統計,我國10%的煤炭用于民用及其他分散燃燒,而民用等分散燃煤幾乎無法進行脫硫、脫硝和除塵,污染物直接排向大氣,環境污染嚴重。
可以算一筆賬,大約3.6億噸分散燃煤,按照1%的含硫量計算就含360萬噸硫,產生720萬噸SO2,接近全國火電行業全年排放總量,約占全國SO2排放總量的34%,“十二五”二氧化硫減排目標才降低10%;同樣也會產生很大量NOx。煤制氣在生產和燃燒過程中,可以大幅削減SO2、NOx、顆粒物、重金屬(汞、砷等)等污染物排放,在生產過程中還可回收硫磺資源。
用煤制氣替代民用等分散燃煤,可以產生巨大的環境效益,是明智選擇。替代區域應該優先選在京津冀、長三角、珠三角地區以及大氣環境質量嚴重超標的城市和耗煤量大的城市與區域。所以說,發展煤制氣不是產業需求,是環保需求。
煤基多聯產是現代煤化工發展方向
目前,現代煤化工技術已經趨于成熟,基本具備規模發展的基礎。綜合評估分析區域排污去向、可再生資源、煤炭資源、水資源、交通運輸以及二氧化碳捕集與封存(CCS)條件等諸多因素,互補延伸產業鏈,建立煤化工多聯產產業模式是現代煤化工發展方向。
煤化工多聯產產業模式可以實現煤、電、化、熱、冶、建材等多產業的耦合,循環互補延伸產業鏈,尋求資源能源最大化利用、污染物最小化排放,實現效益“1 1>3”、污染“1 1<0.5”。也就是說,消耗同樣的煤炭可以創造更多的社會財富,同樣的社會財富可以更少的消耗煤炭,因此,發展現代煤化工將是改善大氣環境質量的產業手段。
可以說,我們現在已經擁有全球最為先進的煤化工技術,但是缺乏發揮這種先進技術的產業集群模式。
多聯產規模大、產業多、投資大,多個企業聯合,必須由政府主導,頂層設計。建議國家從環境角度,進行煤炭開采與利用的專項戰略環評,劃定煤炭開采禁區、限制區和不同品質煤炭使用的限制,系統性地研究制定長期性的煤炭利用環境政策,為產業界指明發展方向。
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